某兴趣小组同学欲探究NaOH溶液与CO2气体的反应，设计如图-优题课

某兴趣小组同学欲探究NaOH溶液与CO ₂气体的反应，设计如图所示实验装置：

（1）若导管a与b连接，将分液漏斗中的NaOH溶液注入锥形瓶，关闭分液漏斗上的活塞，振荡，然后打开导管上的活塞，观察到的实验现象是　　，CO ₂与NaOH反应的化学方程式是　　；

（2）探究反应后锥形瓶内溶液中溶质的成分：

已知Na ₂CO ₃+H ₂O+CO ₂═2NaHCO ₃

NaHCO ₃+NaOH═Na ₂CO ₃+H ₂O

【提出猜想】Ⅰ．NaOH和Na ₂CO ₃；Ⅱ．　　；

Ⅲ．NaHCO ₃；Ⅳ．Na ₂CO ₃和NaHCO ₃．

【查阅资料】①Ca（OH） ₂与Na ₂CO ₃、NaHCO ₃均能反应且有白色沉淀生成；

②CaCl ₂与Na ₂CO ₃能反应且有白色沉淀生成，与NaHCO ₃不反应；

③NaHCO ₃溶液显碱性，可与酸反应生成CO ₂气体．

【设计实验】限选试剂：Ca（OH） ₂溶液、CaCl ₂溶液、稀盐酸、酚酞试液．

实验操作

实验现象

实验结论

1．取少量反应后溶液于试管中，加入足量的

　　振荡

产生白色沉淀

猜想Ⅲ不成立

2．将操作Ⅰ所得混合物过滤，向滤液中加入足量的

　　，振荡

猜想Ⅳ成立

【拓展应用】联想到空气中有CO ₂，所以实验室中的氢氧化钠溶液应　　保存．

科目化学题型实验题难度中等

知识点：实验探究物质的组成成分以及含量

根据图所示实验回答问题。

（1）甲是稀释浓硫酸的实验。试剂X是_____；为使溶解时热量及时散失，防止液滴飞溅，应沿烧杯内壁慢慢倒入并_____。

（2）乙是铁丝燃烧的改进实验。①将加热至红热的铁丝伸入盛有过氧化氢溶液的集气瓶中（如左图），铁丝不燃烧。②向集气瓶中加入少量二氧化锰，过氧化氢溶液中产生大量气泡，该反应中二氧化锰起_____作用；将铁丝再次加热至红热伸入集气瓶中（如右图），观察到铁丝剧烈燃烧、_____、放出大量热、有黑色固体生成。对比①②，说明影响铁丝燃烧剧烈程度的因素是_____。

小明按如图所示进行趣味实验，将U形管开口端放入烧杯内，观察到溶液进入U形管并流入另一端。

（1）烧杯内的溶液呈_____色。

（2）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_____。

（3）U型管开口端放入烧杯后，管内气体压强_____（选填“增大”“不变”或“减小”），溶液在管内上升并流入另一端。

为了参加2023年5月举行的化学实验操作考试，各学校积极组织了实验操作训练。小姚同学完成了“稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水的鉴别”实验，请你帮他完成实验报告的填写。

【实验题目】稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水的鉴别

【实验目的】选择合适的指示剂鉴别稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水

【实验仪器】小试管5支、试管刷等

【实验药品】随机编号为A、B、C的三种待测液，酚酞试液（装于滴瓶），石蕊试液（装于滴瓶）

【实验过程】

（1）

实验步骤	实验现象	实验结论
①分别取A、B、C待测液 $1 - 2 m L$ 于三支试管中，分别滴入 $1 - 2$ 滴石蕊试液，振荡。	B中的石蕊试液变_____，另外两支试管中的液体呈蓝色、紫色，但颜色相近。	鉴别出B是_____，A、C无法准确鉴别。
②另取A、C待测液 $1 - 2 m L$ 于两支试管中，分别滴入 $1 - 2$ 滴酚酞试液，振荡。	C中的酚酞试液变_____，A中无明显现象	鉴别出C是_____，A是蒸馏水。

【交流反思】

（2）小峰同学认为，只用酚酞试液也能完成该实验，他设计方案并完成了实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
①分别取A、B、C待测液 $1 - 2 m L$ 于三支试管中，分别滴入 $1 - 2$ 滴酚酞试液，振荡。	C中液体呈红色，A、B中无明显现象	鉴别出C
②将①中的红色液体分为两等份，_____。	观察到其中一支试管有明显的现象：_____。	发生反应的化学方程式为_____，鉴别出A、B．

气体的制取和性质是初中化学核心知识之一，结合以下实验装置图回答问题。

（1）仪器a的名称是_____。

（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是_____，你选择的发生装置是_____（填字母编号）。

（3）检验二氧化碳可选用_____（填数字编号）。

①氢氧化钠溶液

②氯化钙溶液

③氢氧化钙溶液

④蒸馏水

（4）实验室若要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，装置的正确连接顺序是B→_____→_____→F，验满的方法是_____。

（5）同学们在体育考试中，做引体向上时，将“镁粉”抹在手掌上以增大摩擦力。“镁粉”到底是什么物质呢？与老师交流后，了解到“镁粉”【化学式可表示为 $M g_{x} （ O H ）_{y} C O_{3}$ 】是一种受热易分解的白色固体，分解产物全部是氧化物。为了确定“镁粉”的化学式，同学们设计了实验方案并进行了定量探究：

①依次连接装置A→D→C，并检查其气密性。

②在A装置中加入 $14.2 g$ “镁粉”，加热，充分反应后测得D装置增重 $1.8 g$ ，C装置增重 $4.4 g$ （产生的气体完全被吸收，不考虑空气对测定结果的影响）。同学们通过分析计算，最终确定“镁粉”的化学式为_____。

某小组采用图a所示实验装置探究 $C O$ 还原 $F e_{2} O_{3}$ 时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是 $F e$ ；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是 $F e_{3} O_{4}$ ，并查阅了资料： $F e_{3} O_{4}$ 可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。

（1）制备 $C O$ 的原理是：（ $H C O O H$ 在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备 $C O$ 的是______（填标号）。

（2）若甲同学推断正确，反应的化学方程式为______。

（3）对乙同学提出的质疑进行分析和验证。

①定量分析物质组成可知，该反应生成 $F e_{3} O_{4}$ 是合理的，理由是______。

②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有 $F e_{3} O_{4}$ 和 $F e$ ．检验的操作和现象是：取样于试管中，______。

（4）该小组为了探索 $C O$ 还原 $F e_{2} O_{3}$ 与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。

①用 $C O$ 炼铁时，还原 $F e_{2} O_{3}$ 的温度应不低于______ $℃$ 。（填“ $400$ ”“ $600$ ”或“ $800$ ”）

②图中： $x ＝$ ______。

③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为 $600 ℃$ 左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应：____________。